迴轉式空氣預熱器

電站鍋爐廣泛採用的空氣預熱器有管式和迴轉式兩種。管式空氣預熱器的傳熱方式是：熱量連續地通過管壁從煙氣傳給空氣，屬間接傳熱方式。迴轉式空氣預熱器以再生方式傳遞熱量，煙氣與空氣交替流過受熱面。當煙氣流過時，熱量從煙氣傳給受熱面，受熱面溫度升高，並積蓄熱量；當空氣再流過時，受熱面將積蓄的熱量放給空氣。

基本介紹

• 中文名：迴轉式空氣預熱器
• 外文名：regenerative air preheater

基本信息

迴轉式空氣預熱器分為受熱面旋轉和風罩旋轉兩種型式。

迴轉式空氣預熱器與管式空氣預熱器相比，有以下優點：

受熱面旋轉的迴轉式空氣預熱器

（1）迴轉式空氣預熱器由於其傳熱面密度高，因而結構緊湊，占地面積小，其體積約為同容量的管式空氣預熱器的1/10。

（2）質量輕，因管式空氣預熱器的管子厚為1.5mm，而迴轉式空氣預熱器的蓄熱板其厚度0.5~1.25mm，而且蓄熱板布置很緊湊，故迴轉式空氣預熱器金屬耗量約為同容量管式空氣預熱器的1/3。

（3）迴轉式空氣預熱器布置靈活方便，使鍋爐容易得到合理的布置方案。

（4）在同樣的外界條件下，迴轉式空氣預熱器因其受熱面金屬溫度較高，因而低溫腐蝕的危險較管式空氣預熱器輕。

迴轉式空氣預熱器的缺點：漏風量大，一般管式空氣預熱器的漏風量不超過5%，而迴轉式空氣預熱器在狀態好時為8%~10%，密封不良時達20%~30%。同時，其結構複雜，製造工藝要求高，運行維護工作多，檢修也複雜。熱態自動控制也較為困難。較高的漏風量引起預熱器入口風壓降低、風機電流升高，預熱器後的過量空氣係數升高、尾部排煙氣溫降低、鍋爐熱效率降低、燃煤損耗增加，鍋爐達不到額定負荷。

由於迴轉式空氣預熱器的優點，在350MW以上機組鍋爐，一般不採用管式空氣預熱器，而採用迴轉式空氣預熱器。許多200MW機組原採用管式空氣預熱器，現也改造為迴轉式空氣預熱器。

工作原理

在可轉動的圓筒形轉子中裝於空預器受熱面，而轉子同時也被分割若干個扇形倉格，並在每個倉內裝滿了金屬薄板做成的傳熱器件，而圓形外殼頂部與底部上下被被平分成煙氣流通區域、密封區空氣流通區主要三個部分。 煙氣流通區與煙道相互連線，而空氣流通區與風道進行連線，而受熱面的轉子以1~3r/min 轉速旋轉，此時就會讓受熱面轉到煙氣流通區，煙氣也會從上到下流過受熱面，受熱面與煙氣熱量進行吸收，導致被加熱，一旦到達空氣流通區域時，受熱面就會將吸收來的熱量從下到上進行熱量傳輸，而轉子每轉動一周就會完成一個熱交換，而煙氣容積比空氣大，所以煙氣通道占到總面積的40~50%，而空氣通道僅占30~40%，剩下部分為密封區。而空氣預熱器中動、靜部件之間存在一些間隙，並將煙氣作為負壓狀態，空氣作為正壓狀態。 而轉動部件也會將一些空氣帶到煙氣中，一旦轉速較低就會導致攜帶量較少，這樣就會增加排煙損失和電能消耗增加，一旦漏風比較嚴重就會影響鍋爐出力。在空氣預熱器上很容易積灰，增加了腐蝕程度，比較嚴重就會導致空氣流道堵死，這時候需要進行沖洗。

常見問題

1、漏風大

空氣預熱器中有溫度、距離追蹤裝置，但是在探頭會經常發生故障，並最終導緻密封不正常，一旦超過漏風率設計值就會產生該故障，實際中漏風率比設計高出 10%左右，從而造成鍋爐效率下降，風機電能消耗也會增加，漏風大是空氣預熱器常見問題。

2、阻力大

空氣預熱器阻力比較大的原因是積灰造成，而帶灰煙氣流經控制器造成積灰問題，主要有兩種原因：（1）氣流擾動煙氣攜帶灰粒並沉積到受熱面上，形成積灰層。（2）煙氣中含有的水蒸氣在低溫情況下進行凝結 ，很容易積灰。鬆散積灰很容易達到動態平衡，一旦產生積灰會被煙氣中的大灰粒沖刷下來，一旦當外界發生變化也會達到新的平衡，新的變化例如：環境變化、溫度變化、積灰變化。粘聚積灰也會導致低溫腐蝕，當燃煤中硫成分較高，就會導致腐蝕程度加重，一旦腐蝕比較中就會加重積灰。 這種灰塵很難用吹灰器進行清除，需要進行停爐處理。 為了防止這種事情發生需要進行提高空預器壁溫，也可以增加熱循環裝置進行溫度提高。

3、驅動電機的電流擺動大

導致空氣預熱器電流擺動較大主要原因在於以下幾點：（1）空氣預熱器密封投入不正常。（2）傳動機原因，間隙過小。（3）轉子傾斜。（4）密封間隙過小或脫落。現場表明出導致空氣預熱器電流擺動較大主要本體動、靜摩擦引起，為了解決該問題需要人員將自動密封系統退出，同時將扇形板提起。

卡澀原因

主要原因

空預器摩擦卡澀主要原因有以下幾方面：

（1）徑向密封片與扇形板摩擦：徑向密封片和扇形板摩擦是很常見的，在啟爐、鍋爐變工況運行、停爐過程中，由於溫度變化，空預器轉子的各部件膨脹不同，極易出現徑向密封片與扇形板摩擦現象，造成電流輕微波動或上漲、空預器發出異音，一般不會造成空預器正常運行，但當空預器徑向密封片與扇形板摩擦嚴重時，空預器轉子旋轉受阻，空預器轉子卡澀跳閘。

（2）軸向密封片與弧形板的摩擦：軸向密封片和弧形板摩擦也較為常見，由於在機組啟、停工況、升降負荷過程中，若升降負荷速率太高的話，容易引起空預器轉子與弧形板的膨脹不均，從而造成摩擦，嚴重時空預器轉子發生卡澀，最終使空預器跳閘，影響機組出力。

（3）動靜間隙調整裝置故障導致扇形片與殼體摩擦：動靜間隙調整裝置可自動跟蹤空預器轉子變形情況，並通過機械裝置對扇形板高度進行調節避免扇形板與空預器轉子發生摩擦，由於安裝在空預器的動靜間隙調整裝置產品質量差、加之安裝、運行維護等原因使投運故障率升高，從而造成扇形板與殼體頻繁出現卡澀現象，嚴重影響空預器的可靠運行。

（4）轉子其它密封件與殼體摩擦：空預器的主要密封件是扇形板和密封片，還有一些輔助的密封件，如冷段T型密封鋼中心筒密封組件、旁路密封組件等，在空預器長期運行後或空預器轉子和這些密封件因受熱不均而膨脹不勻時，這些密封組件也會出現不同類型的故障，從而造成空預器發生卡澀或其他故障。

（5）異物捲入空預器轉子斷面與扇形板發生摩擦：為了降低迴轉式空預器的漏風損失，提高鍋爐熱效率，空預器的密封間隙一般調整至最低，若空預器在運行過程中，即使有很小異物掉入空預器斷面，也會使空預器轉子發生卡澀。

預防

鍋爐正常運行時，空預器也隨之熱態運行，鍋爐尾部煙道的熱煙氣自上而下流動沖刷空預器換熱片，煙氣溫度逐漸降低；而鍋爐風煙系統中的冷空氣自下而上流動，空氣溫度逐漸上升，這就使空預器轉子的上端金屬溫度高於下端金屬溫度，轉子的上端的徑向膨脹量大於下端的徑向膨脹量，加之轉子自身重量的影響，結果是轉子產生“蘑菇型變形”。這種變形與鍋爐負荷有關，負荷越高，則尾部煙道煙溫越高，空預器轉子變形越嚴重。變形之後，空預器熱端動靜間隙增大，漏風加大，鍋爐效率降低；嚴重時會導致空預器冷端轉子與扇形板之間發生摩擦卡澀停轉從而引發鍋爐停爐事故。現從運行方面，總結幾點防止空預器發生卡澀摩擦事故的措施。

（1）不斷提高運行人員責任心，運行中監盤操作人員加強對空預器轉速、電流、鍋爐尾部煙道煙氣溫度的監視，發現有煙溫有上漲趨勢且伴隨的空預器電流上漲，應及時查明原因進行控制調整，防止空預器發生卡摩擦澀。就地巡檢人員加強對空預器的巡檢頻次，認真檢查空預器運轉情況，傾聽空預器動靜之間有無異音，若有異常，及時查明原因並進行處理。

（2）鍋爐正常運行中應儘量避免鍋爐快速升、降負荷，在升、降負荷期間，要嚴密監視空預器的運行狀態，發現空預器電流有上漲趨勢，應及時減低鍋爐升負荷速率，必要時穩定負荷，待空預器電流穩定或開始下降後，方可再次升負荷。

（3）鍋爐在啟停過程中，要嚴格限制鍋爐的升、降負荷速率，加強對空預器各運行參數的監視，發現參數異常或有變大的趨勢，提前控制調整。

（4）加強對空預器的巡檢維護檢查，確保空預器軸承潤滑油系統、冷卻水系統工作正常，保證空預器運行各參數在規定的範圍內。